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220kV变电站变压器的运行原理及维护分析王健

发表时间：2020/10/13 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王健

[导读] 摘要：随着电网结构的复杂和用电需求的增加，对220kv变电站的安全运行提出了更高的要求。

        南京供电公司江苏南京 211100
        摘要：随着电网结构的复杂和用电需求的增加，对220kv变电站的安全运行提出了更高的要求。变压器设备负荷压力大，长期运行容易发生故障。从变压器的工作原理出发，采取有效措施加强维护保养，为220kv变电站的安全高效供配电提供有力支撑。
        关键词：220kV变电站；变压器；运行原理；维护
        1 引言
        变压器能否正常、安全运行，直接影响变电站供电设备的供电效率。在我国工业生产中，对220kv变电站的变压器进行及时的运行维护是非常必要的。本次主要围绕变电站的变压器正常、稳定及安全运行进行研究，通过分析其工作原理，来找到保证运行可靠性的维护措施，以此保证能够令供电设施更加有条不紊的运行
        2 变电站中变压器的结构组成
        要做好变电站的维修工作，首先要充分了解变压器的结构，帮助维修人员及时发现变压器运行中的异常情况，然后采取科学合理的措施处理变压器故障。在此基础上，还要注重变压器检修维护工作的落实效果。变电站变压器是整个电网系统的重要组成部分，主要由变压器主体装置、变压油料、内置铁芯、调压装置及冷却保护装置等配件构成。其中，内置铁芯与配套的绕线圈组属于核心部件。内置铁芯由导磁性较强的硅钢片组成，依靠硅钢片的导磁属性与空间排列形式，形成闭合回路。内置铁芯配套的绕线圈组是由铝线或铜线按照一定规则缠绕形成的高、低压侧绕组。全面掌握变电站结构，结合变压器的基本情况，开展变压器的维护工作，确保变压器处于良好运行状态，保证电网系统的正常运行。
        3 220kV变电站变压器的运行原理
        3.1 变压器的运行原理
        电磁感应原理是变压器的基本工作原理。交流电流通过初级线圈，铁芯产生交变磁场，在次级线圈中产生电动势。电压由变压器线圈的匝比决定。变压器主要起升压、降压的作用，维持电力系统的安全运行。
        3.2 变压器的运行状态
        变压器运行状态主要为正常、过载、故障。变压器的运行和维护主要集中在变压器的过载和故障上。在变压器运行的过程中，会有不同程度的过载，这会导致变压器过载。变压器具有一定的过负载能力，针对不同的过负载情况，变压器仍然能够在一定时间范围内正常运行。过负载越高，则变压器维持正常运行时间则越短。一旦超过变压器的过载能力，变压器就会发生相应的故障。除了过负荷之外，温度、电流速断以及气体保护异常，都是导致变压器运行故障的主要原因。
        3.3 变压器运行维护的重要性
        电压互感器和电流互感器是变压器的重要设备，在变电站的工作中起着重要的作用。变电站输出的电压、电流值由相应的测量仪表和相应的控制装置给出，通过高压、大电流转换成低压、小电流。220kV变电站的发展有了长足的进步，其功能也变得越发的完善，变压器的运维检修变得十分重要。从220kV变电站变压器的运行原理出发，针对变压器运行过程中的安全问题加强维护和检修，以保证220kV变电站的安全运行。
        4 运行问题
        4.1 温度异常
        温度异常与变压器设备的绝缘老化程度有关，且变压器内部传热不均匀，因此变压器各部分的温差很大。此外，变压器内部和外部环境的温差导致了温度的上升。在额定负荷条件下，变压器的温升超过标准值，则说明变压器运行出现温度异常、温升越高，会加速变压器设备的绝缘老化程度，同时温升问题会变得更加严重，进而形成恶性循环。在温度异常检测当中，不同运行状态下的温升有着不同的特点正常状态下，温升较小且不会发生明显的变化，变压器内部温度分布均匀、而过负荷和故障状态下的变压器，其温升较高，并会发生较为明显的变化。

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        4.2 过负荷异常
        是指变压器超出负荷的标准，面临负荷过载的风险，而过电流故障是引起过负荷异常的主要原因。
        4.3 气体保护异常
        其在变压器运行异常中，取决于跳闸干扰，一般变压器油低于正常标准时，即会发生气体异常信号，提示检修。
        4.4 电流速断异常
        电流速断具有瞬时性，往往是由于引线或接线出现问题，导致变压器电流速断的发生。另外，变压器在长期的运行过程中，会发生一定的老化和磨损。老化和磨损程度超出一定范围时，由于变压器运行过程中瞬间产生的高电流而引发设备的损坏和断路或短路，形成电流速断，给变压器的安全运行带来很大的困扰。因此，加强电流速断保护是十分必要的。
        5 220kV变电站变压器维护工作
        5.1 优化初始状态
        优化初始状态对于220kV变电站变压器维护工作的重要性是不言而喻的。在优化初始状态的过程中电力系统工作人员应当首先全面的了解变压器的初始状态，根据大量的维护实践表明变压器的初始状态往往会很大程度上影响到其日后的正常和有效运行。除此之外，在优化初始状态的过程中电力系统工作人员还应当注重收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料，从而在此基础上促进维护工作精确性的有效提升。另外，在优化初始状态的过程中电力系统工作人员应当对变压器设备生命周期中各个环节都必须予以关注并且进行全过程的管理。
        5.2 运行异常处理
        变压器在运行过程中不可避免的会出现各类问题，如果存在异常响声等问题时，需要根据以往经验与故障表现形式，争取在最短时间内确定故障部位与发生原因，迅速检查油位、油色、油温等，尤其是要加强对将运行电流、电压的监视。同时，还需要对主接线以及隔离开关运行隐患进行处理，避免其运行故障对设备稳定性与安全性产生不良影响。主接线可以实现各个设备之间的连接，在运行管理中，除了要操作相关隔离开关断开点以外，还需要对带电部位隔离进行有效处理。
        5.3 状态保护
        在220kV变电站变压器的状态保护是对继电保护进行监测的一项重要内容，其可以将变压器在运行过程中的不利风险因素有效的排除在外，提升变压器的运行稳定性，具体的变压器继电状态保护措施主要包括以下几个方面：第一，差动保护，处理变压器存在的运行故障问题，以确保有关的电力人员可加强对变压器运行状态的有效了解，从而避免运行故障的发生；第二，过流继电保护，将由于短路电流所造成的变压器故障进行及时排查，从而促使对跳闸故障的有效保护，确保变压器安全运行；第三，气体保护，对变压器油箱加强控制，将油箱状态进行有效调节，促使变压器可稳定运行。
        5.4 运用新型维护技术
        运用新型维护技术是220kV变电站变压器维护工作的核心内容之一。众所周知为了更好地实现220kV变电站变压器维护效果，就应当要具备有科学先进、行之有效的继电保护装置和相应的维护技术，即所谓的工欲善其事，必先利其器。只有先进设备和先进技术的有效支持，才能促进220kV变电站变压器维护工作的顺利展开。除此之外，在运用新型维护技术的过程中电力系统工作人员应当对电力系统的运行状态做出准确及时的判断，并且熟练掌握其基本操作原理的基础上不断的学习与进步，从而能够在接触、应用先进的技术和知识的同时促进220kV变电站变压器维护工作效率的不断进步。
        6 结语
        电网系统建设日益完善，为维持电网的正常运行，变电站数量不断增加，而变压器为变电站主要电力设备，其运行效果在根本上决定了变电站运行稳定性与安全性。因此，需要结合变压器运行原理，采取继电保护措施，对220kV变电站运行模式进行优化，在保证基础功能有效发挥的前提下，提高其运行综合效率，满足社会生产生活需求。
        参考文献：
        [1]邵军.基于220kV变电站变压器运行与继电保护研究[J].大科技，2016（20）.
        [2]孟献民.220kV变电站变压器的运行原理及维护探讨[J].低碳世界，2015，（35）：50-51.